间位芳纶纤维(PMIA)凭借优异的耐高温、耐化学和机械性能,广泛应用于航空航天、防护服等领域。然而,高结晶度和紧密的分子结构导致其染色性能较差。本研究采用DMSO 与 NaCl 协同作用,通过实验与分子动力学模拟相结合,揭示了 DMSO/NaCl 体系对 PMIA 纤维结构的调控机制,为高性能纤维的染色技术提供了绿色高效的解决方案。
江南大学朱博课题组通过实验表征与分子动力学模拟,发现 DMSO 通过破坏 PMIA 分子间氢键,显著增加PMIA纤维的自由体积和链段运动能力,而 NaCl 通过中和纤维表面电荷,减少了染料与纤维的静电排斥。在DMSO和NaCl的协同作用下下,PMIA 纤维的染色深度(K/S 值)从 2.6 提升至 16.0,上染率从 20.4% 跃升至 73.2%,同时保持优异的色牢度和机械性能。模拟结果进一步验证了 DMSO/NaCl 体系对纤维微观结构的协同调控作用,为高性能纤维的功能化改性提供了理论支撑。相关研究成果以“Dimethyl Sulfoxide and Sodium Chloride Modulate the Crystal Structure in PMIA to Enhance Dyeing Performance: Molecular Dynamics Simulation and Experimental Investigations”为题,在线发表在《Advanced Science》期刊上。江南大学纺织研究所的硕士研究生卓炎和博士研究生王矿为论文的共同第一作者。
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